- 基因工程及其应用
- 共2527题
(附加题)限制酶A的识别序列和切点是-A↓ACGTT-,限制酶B的识别序列和切点是-↓ACGT-。在质粒C上有酶A的一个切点,在目的基因D的两侧各有1个酶B的切点。据此回答以下问题:
(1)请画出质粒C被限制酶A切割后所形成的黏性末端。
(2)不同的限制酶识别的脱氧核苷酸序列_________(一定或可能)不同,不同的限制酶切割DNA分子形成的黏性末端_______(一定或可能)相同。
(3)把由目的基因D和质粒C连接形成的重组质粒导入蛙的受精卵,采用最多也最有效的方法是__________________。
正确答案
(1)
(2)一定 可能
(3)显微注射法
科学家正在将预防人类乙型肝炎等疾病的疫苗基因转入植物,来培育植物疫苗,以期通过生食果实来替代疫苗接种。下图1所示为转疫苗基因的抗病香蕉(香蕉是三倍体植物)人工种子培育的生产过程示意图。
Ⅰ.(1)图1中含疫苗基因的DNA有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ三种限制酶切割位点,质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶切割位点。构建含疫苗基因的表达载体A时,应选用限制酶________,对含疫苗基因的DNA和质粒进行切割。如果培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长,欲利用该培养基通过过程④筛选获得已导入疫苗基因的转基因抗病香蕉细胞,应使基因表达载体A中含有____________,作为标记基因。
(2)图1过程利用植物细胞具有全能性的有关过程是_________。此过程获得的人工种子是否具有可育的能力?_________,说明理由___________。
Ⅱ.图2为动物的克隆研究过程,其中Ⅰ~Ⅶ代表有关过程,a~h代表有关结构或个体。
正确答案
Ⅰ.(1)Pst Ⅰ、EcoR Ⅰ 抗卡那霉素基因
(2)⑦、⑤ 没 有 香蕉是三倍体,因为植物组织培养技术属于无性繁殖,该过程获得的人工 种子还是三倍体,不能通过减数分裂形成雌雄配子。(答案合理即可)
Ⅱ.(1)供体细胞的核(哺乳动 物细胞核)具有全能性 胚胎干细胞 在形态上,表现为体积小,细胞核大,核仁明显;在功能上具有发育的全能性 不同的促进分化的因子
(2)添加动物血清
(3)不是 卵细胞细胞质的遗传物质也能控制某些性状
苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图(ampr为抗氨苄青霉素基因),据图回答下列问题。
(1)将图中①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后,反应管中有_______种DNA片段。
(2)图中②表示HindⅢ与BamHⅠ酶切、DNA连接酶连接的过程,此过程可获得______种重组质粒;如果换用BstⅠ与BamHⅠ酶切,目的基因与质粒连接后可获得_______种重组质粒。
(3)目的基因插入质粒后,不能影响质粒的______。
(4)图中③的Ti质粒调控合成的vir蛋白,可以协助带有目的基因的T-DNA导入植物细胞,并防止植物细胞中_______对T-DNA的降解。
(5)已知转基因植物中毒素蛋白只结合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受体,使细胞膜穿孔,肠细胞裂解,昆虫死亡。而该毒素蛋白对人类的风险相对较小,原因是人类肠上皮细胞________。
(6)生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种,其目的是降低害虫种群中的_________基因频率的增长速率。
正确答案
(1)4
(2)2 1
(3)复制
(4)DNA水解酶
(5)表面无相应的特异性受体
(6)抗性
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。下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)B过程及其结果体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是________、_______。
(3)C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________________。
(4)如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测,D过程应该用____________________作为探针。
(5)科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔遗传规律。
①.将转基因植株与______杂交,其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为1:1。
②.若该转基因植株自交,则其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为________。
③.若将该转基因植株的花药在卡那霉素培养基上作离体培养,则获得的再生植株群体中抗卡那霉素型植株占_________%。
正确答案
(1)限制性内切酶和DNA连接酶
(2)具有标记基因 能在宿主细胞中复制并稳定保存
(3)卡那霉素
(4)放射性同位素(或荧光分子)标记的抗虫基因
(5)①.非转基因植株 ②.3:1 ③.100
回答下列关于基因工程的问题下图1是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线,表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点,图2、图3中箭头表示相关限制酶的酶切位点。
(1)若对图2中质粒进行改造,插入的SmaⅠ酶切位点越多,质粒的热稳定性如何变化,为什么?_____________。
(2)图中将人乳铁蛋白基因插入质粒,可以只用EcoRⅠ同时酶切质粒和人乳铁蛋白基因,也可以使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时酶切质粒和人乳铁蛋白基因,后一个方法的优点在于可以防止__________。
(3)为了获取重组质粒,将切割后的质粒与目的基因片段混合,并加入__________酶。重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了_____________。
(4)图1过程①可采用的操作方法是____________,过程②可采用的生物技术是_____________。过程③可采用的生物技术是________________。
(5)分别从分子水平简述雌性转基因牛分泌人乳铁蛋白的过程是___________________。
正确答案
(1)SmaⅠ识别的DNA序列只有G和C,而G和C之间可以形成三个氢键,A和T之间可以形成二个氢键,所以SmaⅠ酶切位点越多,热稳定性就越高
(2)只使用EcoRⅠ,则质粒和目的基因两端的粘性末端相同,用连接酶连接时,会产生质粒和目的基因自身连接物,而利用BamHⅠ和HindⅢ剪切时,质粒和目的基因两端的粘性末端不同,用DNA连接酶连接时,不会产生自身连接产物。
(3)DNA连接酶 筛选
(4)显微注射 细胞培养 胚胎移植技术
(5)DNA转录成mRNA,mRNA翻译成蛋白质
大豆是两性花植物。下面是大豆某些性状的遗传实验。
(1)大豆子叶颜色(BB表现深绿;Bb表现浅绿;bb呈黄色,幼苗阶段死亡)和花叶病的抗性(由R、r基因控制)遗传的实验结果如上表。
①.组合一中父本的基因型是____________,组合二中父本的基因型是____________。
②.用表中F1的子叶浅绿抗病植株自交,在F2的成熟植株中,表现型的种类有____________,其比例为_____________。
③.用子叶深绿与子叶浅绿植株杂交得F1,F1随机交配得到的F2成熟群体中,B基因的基因频率为________________。
④.将表中F1的子叶浅绿抗病植株的花粉培养成单倍体植株,再将这些植株的叶肉细胞制成不同的原生质体。如要得到子叶深绿抗病植株,需要用____________基因型的原生质体进行融合。
⑤.请选用表中植物材料设计一个杂交育种方案,要求在最短的时间内选育出纯合的子叶深绿抗病大豆材料。
(2)有人试图利用细菌的抗病毒基因对不抗病大豆进行遗传改良,以获得抗病大豆品种。
①.构建含外源抗病毒基因的重组DNA分子时,使用的酶有____________。
②.判断转基因大豆遗传改良成功的标准是______________,具体的检测方法____________。
(3)有人发现了一种受细胞质基因控制的大豆芽黄突变体(其幼苗叶片明显黄化,长大后与正常绿色植株无差异)。请你以该芽黄突变体和正常绿色植株为材料,用杂交实验的方法,验证芽黄性状属于细胞质遗传。(要求:用遗传图解表示)
正确答案
(1)①.BbRR BbRr ②.子叶深绿抗病:子叶深绿不抗病:子叶浅绿抗病:子叶浅绿不抗病 3:1:6:2 ③.80% ④.BR与BR、BR与Br ⑤.用组合一的父本植株自交,在子代中选出子叶深绿类型即为纯合的子叶深绿抗病大豆材料
(2)①.限制性内切酶和DNA连接酶 ②.培育的植株具有病毒抗体 用病毒分别感染转基因大豆植株和不抗病植株,观察比较植株的抗病性
(3)
科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组,并且在大肠杆菌中表达成功。如图,请据图回答问题:
(1)此图表示的是采取_______合成基因的方法获取______基因的过程。
(2)图中①DNA是以______为模板,_______形成单链DNA,在酶的作用下合成双链DNA,从而获得了所需要的_______基因。
(3)图中②代表的是_______,在它的作用下将质粒(______DNA)切出_______末端。
(4)图中③代表________DNA含有___________。
(5)图中④表示将________;⑤表示DNA随大肠杆菌的繁殖而进行__________。
(6)如果重组DNA在大肠杆菌中没有成功表达,分子水平的检测包括哪三个步骤______、______和_____。
正确答案
(1)人工 原胰岛素目的
(2)原胰岛素mRNA 逆转录 原胰岛素目的
(3)特定的限制性核酸内切酶 环状 黏性
(4)重组 原胰岛素基因
(5)目的基因导入受体细胞 扩增
(6)检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因 检测目的基因是否转录出了mRNA 检测目的基因是否翻译成蛋白质
下图(一)为某基因工程中利用的质粒筒图,小箭头所指分别为限制性内切酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点,ampR为青霉素(抗生素)抗性基因,tctR为四环素(抗生素)抗性基因,P为启动因子,T为终止子,ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoRⅠ、BamHⅠ在内的多种酶的酶切位点。下图(二)为几种酶作用于基因的位置。请回答下列问题:
(1)在基因工程中常用的工具有三种:一是用作切取目的基因的_________酶;二是将目的基因与运载体拼接的_________酶;三是作为运载体的质粒。
(2)将含有目的基因的DNA与经特定的酶切后的动载体(质粒)进行拼接形成重组DNA,理论上讲,重组DNA可能有“____________”、“____________”、“___________”三种,其中有效的(所需要的)基因表达载体是____________,因此需要对这些拼接产物进行分离提纯。
(3)利用图(一)所示的质粒拼接形成的3种拼接产物(基因表达载体)与无任何抗药性的原核宿主细胞接种到含四环素的培养基中,能生长的原核宿主细胞所含有的拼接产物(基因表达载体)是_______。
(4)有效的基因表达载体成功导入受体细胞进行表达时,首先需要进行转录,RNA聚合酶识别和结合的位点是图(一)中的________。在动物基因工程中,将基因表达载体导入受体细胞的常用方法是________。在植物基因工程中,将基因表达载体导入受体细胞的常用方法是_________。是因为这种微生物很容易侵染到_________中,从而把它的Ti质粒上的_________转移到受体细胞染色体的DNA上。
(5)在基因工程中,作用于图(二)所示a位置的酶是____________;作用于b位置的酶是____________。
正确答案
(1)限制(限制性核酸内切酶) DNA连接
(2)目的―目的基因 目的基因―运载体 运载体―运载体 目的基因―动载体
(3)运载体―运载体和目的基因―运载体
(4)P(启动子) 显微注射法 农杆菌转化法 双子叶植物和裸子植物 T-DNA
(5)限制酶(限制性内切酶) DNA解旋酶
科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组,并成功地在大肠杆菌中得以表达。但在进行基因工程的操作过程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒,便于重组和筛选。已知限制酶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―,据图回答:
(1)过程①表示的是采取______的方法来获取目的基因。
(2)根据图示分析,在构建基因表达载体过程中,应用限制酶________切割质粒,用限制酶________切割目的基因。用限制酶切割目的基因和运载体后形成的黏性末端通过_____原则进行连接。
(3)人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组,原因是____________。
(4)人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为_____________。写出目的基因导入细菌中表达的过程______________。
(5)将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上,能够生长的,说明已导入了_______,反之则没有导入。
正确答案
(1)反转录法(人工合成法)
(2)Ⅰ Ⅱ 碱基互补配对
(3)人的基因与大肠杆菌DNA的双螺旋结构相同
(4)共用一套(遗传)密码子
(5)普通质粒或重组质粒
T-DNA可能随机插入植物基因组内,导致被插入基因发生突变。用此方法诱导拟南芥产生突变体的过程如下:种植野生型拟南芥,待植株形成花蕾时,将地上部分浸入农杆菌(其中的T-DNA上带有抗除草剂基因)悬浮液中以实现转化。在适宜条件下培养,收获种子(称为T1代)。
(1)为促进植株侧枝发育以形成更多的花蕾,需要去除________,因为后者产生的________会抑制侧芽的生长。
(2)为筛选出已转化的个体,需将T1代播种在含____________的培养基上生长,成熟后自交,收获种子(称为T2代)。
(3)为筛选出具有抗盐性状的突变体,需将T2代播种在含____________的培养基上,获得所需个体。
(4)经过多代种植获得能稳定遗传的抗盐突变体。为确定抗盐性状是否由单基因突变引起,需将该突变体与________植株进行杂交,再自交________代后统计性状分离比。
(5)若上述T-DNA的插入造成了基因功能丧失,从该突变体的表现型可以推测野生型基因的存在导致植物的抗盐性______________________。
(6)根据T-DNA的已知序列,利用PCR技术可以扩增出被插入的基因片段。其过程是:提取________植株的DNA,用限制酶处理后,再用________将获得的DNA片段连接成环(如下图所示),以此为模板,从图中A、B、C、D四种单链DNA片断中选取________作为引物进行扩增,得到的片段将用于获取该基因的全序列信息。
正确答案
(1)顶芽 生长素
(2)一定浓度的除草剂
(3)一定浓度的盐
(4)野生型 1
(5)降低
(6)突变体 DNA连接酶 B、C
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