- 基因工程及其应用
- 共2527题
棉铃虫是一种严重危害棉花的害虫。我国科学家发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死,而此毒蛋白对人畜无害。通过基因工程的方法,我国已将该毒蛋白基因转入棉花植株内并实现成功表达。由于棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡,所以该棉花新品种在1998年推广后,已取得了很好的经济效益。请根据上述材料回答下列问题:
(1)害虫在喷洒农药进行化学防治后抗药性增强是_______的结果。
(2)“转基因抗虫棉”抵抗害虫的遗传信息表达过程可以表示为_______。
(3)“转基因抗虫棉”的抗虫变异,属于可遗传变异类型中的_______。
(4)在培育“转基因抗虫棉”的基因操作中,所用的基因“剪刀”是______,基因“针线”是______,基因“运载工具”是_______。
(5)该项科研成果在环境保护上的重要作用是什么?_______。
(6)题中“毒蛋白基因转入棉花植株内并实现成功表达”中的“成功表达”说明什么?_________。
(7)与杂交育种、诱变育种相比,通过基因工程培育新品种的主要优点是什么?_______。
(8)转基因技术有利有弊,请各举一例加以说明。_________。
正确答案
(1)农药对害虫的变异类型进行选择
(2)
(3)基因重组
(4)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 载体
(5)减少了农药对环境的污染,保护了生态环境
(6)毒蛋白基因在棉花细胞内经转录和翻译合成了毒蛋白
(7)目的性强,育种周期短,克服了远缘杂交不亲和的障碍
(8)有利方面:用于疾病的诊断和治疗,用于培育优良动、植物新品种;有害方面:可能引起环境问题、食物安全性问题、生物安全性问题等
下图表示我国自主研发的转基因抗虫水稻“华恢1号”的主要培育流程,请据图回答:
(1)“华恢1号”的培育过程应用的主要生物技术有__________ 、_________ 。
(2) 将人工合成的杀虫基因导入水稻细胞需要理想的载体,组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造。下图是天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图(部分基因及部分限制酶作用位点),据图分析:
①.人工改造时,要使抗虫基因表达,还应插入____________________。
②.人工改造时若用限制酶Ⅱ处理,其目的是:第一,去除质粒上的______基因和______基因,保证T—DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长;第二,使质粒带有单一限制酶作用位点,有利于______________。
第三,使质粒大小合适,可以提高转化效率等。
正确答案
(1)基因工程技术(转基因技术) 植物组织培养技术
(2)①.启动子 ②.tms tmr 目的基因(或外源DNA)准确插入
下图表示利用基因工程培育抗虫棉的过程,请据图回答下列有关问题:
(1)若限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-↓GATC-,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-G↓GATCC-,那么在①过程中,应用限制酶________切割质粒,用限制酶________切割抗虫基因。请画出质粒被限制性内切酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端:______________。①过程所需工具酶还有__________,该酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求?___________。
(2)通过①过程中得到的重组质粒就是基因表达载体,它除了图中所体现的组成外,还必须有的组成是______________等。构建基因表达载体是基因工程的核心,其目的是:使目的基因在受体细胞中___________、_____________。
(3)将通过②程得到的农杆菌涂布在含有________的培养基上,能够生长说明已导入了普通质粒或重组质粒,反之则说明没有导入。
(4)农杆菌转化法转移目的基因进入受体细胞后,目的基因的最终位置是受体细胞染色体DNA上,是否得到符合要求的受体细胞,检测所采用的方法是:_____________。经筛选分析,该植株细胞中的一条染色体上含有一个携带抗虫基因的DNA片段。理论上,该转基因植株与普通普通棉杂交所获F1中,仍具有抗虫特性的植株占总数的________。科学家们预言,即使是纯种”,独立种植若干代以后植株的抗虫能力也将下降。请简要分析可能原因:_______________、_______________。
正确答案
(1)Ⅱ Ⅰ(Ⅰ和Ⅱ) →
DNA连接酶 否
(2)启动子、终止子 在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代 能够表达和发挥作用
(3)四环素
(4)DNA分子杂交技术 1/2 抗虫棉发生基因突变 棉铃虫等害虫的抗性增强
(附加题)植物像人一样也会生病,引起植物生病的微生物称为病原微生物,主要有病毒、真菌和细菌等。烟草由于受到烟草花叶病毒的侵染而减产,我国科学家利用基因工程技术成功地培育出抗烟草花叶病毒的烟草,如图是转基因烟草培育过程示意图,据图分析回答下列问题:
(1)质粒是基因工程中常用的载体,质粒是一种裸露的、结构简单、具有自我复制能力的很小的____分子,至少有一个至多个________位点。载体除质粒之外,还可以用______等。
(2)如图是基因的一个片段,切断a处的工具酶是________,切断b处的酶是_______。
(3)作为目的基因载体的质粒往往要带有一个抗生素抗性基因,该抗性基因主要用于_____。
(4)基因表达载体导入烟草细胞常用的方法是_________。
(5)转基因工程改良动植物品种,最突出的优点是___________。
(6)一个烟草体细胞通过组织培养技术培育成一个完整的烟草植株个体,原理是_______。组织培养过程中,在培养基中要添加的两种激素是________。
正确答案
(1)环状DNA 限制酶切割 动植物病毒
(2)限制酶 DNA解旋酶
(3)检测目的基因是否导入受体细胞
(4)农杆菌转化法
(5)按照人类的需要,定向改变生物的遗传性状
(6)植物细胞的全能性 生长素和细胞分裂素
(选做题)根据基因工程的有关知识,回答下列问题:
(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段,其末端类型有_______和______。
(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下:
为使运载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外,还可用另一种限制性内切酶切割,该酶必须具有的特点是_________。
(3)按其来源不同,基因工程中所使用的DNA连接酶有两类,即________DNA连接酶和_____DNA连接酶。
(4)反转录作用的模板是________,产物是__________。若要在体外获得大量反转录产物,常采用__________技术。
(5)基因工程中除质粒外,__________和__________也可作为运载体。
(6)若用重组质粒转化大肠杆菌,一般情况下,不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞,原因是_____________。
正确答案
(1)平末端 粘性末端
(2)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同
(3)大肠杆菌 T4
(4)mRNA cDNA PCR
(5)噬菌体 动植物病毒
(6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱
(选做题A)以重组DNA技术为核心的基因工程正在改变着人类的生活。请回答下列问题。
(1)获得目的基因的方法通常包括___________和_______________。
(2)切割和连接DNA分子所使用的酶分别是_______和_________。
(3)运送目的基因进入受体细胞的载体一般选用病毒或____________,后者的形状成_________。
(4)由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率___________,所以在转化后通常需要进行_______操作。
(5)将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌,从两者中生产的胰岛素在功能和_____序列上是相同的。
正确答案
(1)化学合成(人工合成) 酶切获取(从染色体DNA分离/从生物细胞分离)
(2)限制性核酸内切酶(限制酶) DNA连接酶(连接酶)
(3)质粒 小型环状(双链环状、环状)
(4)低 筛选
(5)氨基酸
下图表示利用基因工程培育抗虫棉过程,请据图回答下列有关问题:
(1)若限制酶I的识别序列和切点是,限制酶Ⅱ识别序列和切点是
,那么在①过程中,应用限制酶_________切割质粒,用限制酶_________切割抗虫基因。
(2)将通过②过程得到的大肠杆菌涂布在含有_________的培养基上,若能够生长说明已导入了普通质粒或重组质粒,反之则说明没有导入。
(3)⑤过程所用的现代生物技术称为__________,从遗传学角度来看,根据细胞通过⑤过程,能形成棉植株的根本原因是根细胞具有_____________。
正确答案
(1)Ⅱ Ⅰ
(2)四环素
(3)植物组织培养 发育成完整个体的全部遗传物质
研究人员利用转基因技术培育出了抗TMV的烟草,主要流程如下图所示。
图中过程①表示________,经过程②获得的目的基因两侧除应含有相关________的酶切位点外,目的基因的两端还必须有_______。由图分析,构建的重组质粒上含有的标记基因是______基因。过程⑤采用的是___________技术,培养基中除含有卡那霉素及植物必需的各种营养成分外,还必须添加___________,以保证受体细胞能经培养再生成植株。过程⑥可采取_______的方法,检测植株是否合成了相关蛋白。在个体水平的鉴定过程中,可通过____________的方法来确定植株是否具有抗性。
正确答案
反转录 限制酶 启动子和终止子 卡那霉素抗性 植物组织培养 植物激素 抗原——抗体杂交 接种烟草花叶病毒
科学家通过基因工程培育抗虫棉时,需要从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因,将抗虫基因导入棉花的细胞中与棉花的DNA结合起来并发挥作用,请回答下列有关问题:
(1)从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具酶是__________,此工具主要存在于________中,其特点是能识别特定的________并在特定位点切断DNA。
(2)获得目的基因的方法有_____和_____。从苏云金芽孢秆菌中获得抗虫基因常采用的方法是_______。
(3)质粒作为运载体必须具备的三个条件是:①.__________;②.__________;③.__________。
正确答案
(1)限制性内切酶 微生物 脱氧核苷酸序列
(2)直接分离法(鸟枪法) 人工合成法 直接分离法(鸟枪法)
(3)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。
(附加题)2010年1月“广州—东莞首届国际小型猪学术论坛”在南方医科大学开幕,大会认为:去年8月,我国新型带有荧光标记的转基因克隆猪诞生,标志着广东转基因技术接近世界先进水平。结合所学知识回答下列问题:
(1)在培育带有荧光标记的转基因克隆猪时,用到的基因操作的工具酶中对核苷酸序列有严格要求的是__________。
(2)较为理想的运载体需要具有以下特点:如能在宿主细胞内_______;具有_______,以便与外源基因连接等。
(3)在克隆猪的体内合成出荧光蛋白并不是研究的最终目的,因此控制合成荧光蛋白的基因应该属于_________基因。
(4)在进行基因转移时,通常要将外源基因转入猪的受精卵(或早期胚胎)中,原因是______。
(5)培育转基因克隆猪应进行胚胎移植,为保证移植成功,一般选择早期胚胎发育至____时进行移植,且应选择________相同的同种母畜作为代孕动物。如果想同时得到多头基因型相同的转基因克隆猪,可通过________技术得以实现。
正确答案
(1)限制酶
(2)复制并稳定保存 多个限制酶切点
(3)标记
(4)受精卵(或早期胚胎细胞)具有全能性,可使外源基因在相应组织细胞中表达
(5)桑椹胚或囊胚 生理状态 胚胎分割移植
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