- 基因工程及其应用
- 共2527题
天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转入酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题：
(1)将淀粉酶基因切割下来所用的工具是_______，用______将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子，下一步将该DNA分子_______，以完成工程菌的构建。
(2)若要鉴定淀粉酶基因是否插入酿酒酵母菌，可采用的检测方法是_____；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用______检测。将该工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上，培养一定时间后，加入碘液，工程菌周围出现透明圈，请解释该现象发生的原因______。
(3)如何进一步鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小？__________。
(4)微生物在基因工程领域中有哪些重要作用？________。
正确答案
(1)限制酶(限制性核酸内切酶) DNA连接酶 导入受体细胞
(2)DNA分子杂交技术 抗原一抗体杂交 出现透明圈是因为淀粉被淀粉酶水解了，说明淀粉酶基因已经翻译成淀粉酶
(3)可将不同的工程菌分别接种到含有等量的淀粉的固体培养基上，一段时间后，加入碘液，不显蓝色的透明圈就是淀粉被分解的地方，透明圈越大，说明工程菌分解淀粉的能力越强，从而可确定转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小
(4)作为受体细胞，获取限制酶等
(选做题)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)要获得该抗病基因，可采用_____________、____________等方法。为了能把该抗病基因转入到棉花细胞中，常用的载体是____________。
(2)要使载体与该抗病基因连接，首先应使用__________进行切割。假如载体被切割后，得到的分子末端序列为
A．
(3)切割完成后，采用__________酶将载体与该抗病基因连接，连接后得到的DNA分子称为___________。
(4)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。
(5)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
(6)转基因棉花获得的_____________是由该表达产物来体现的。
正确答案
(1)从细胞中分离 化学方法合成 Ti质粒
(2)限制性内切酶(限制酶) A
(3)DNA连接酶 重组DNA
(4)感染 全能 筛选(选择)
(5)C
(6)抗病性状
(附加题)请回答下列有关基因工程的问题：
(1)如果用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的_________片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群体就叫做这种生物的___________。
(2)一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有_______、_______以及_______。
(3)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是_________法。转基因动物中采用最多，也是最为有效的一种将目的基因导入动物细胞的方法是______________。
(4)目的基因导入受体细胞后，是否可以维持稳定和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。首先，要检测转基因生物________上是否插入了目的基因。其次，还需要检测目的基因是否_______。最后检测目的基因是否____________。
正确答案
(1)多种互补DNA cDNA(部分基因)文库
(2)启动子 终止子 标记基因
(3)农杆菌转化 显微注射技术
(4)染色体的DNA 转录出了mRNA 翻译成蛋白质
一位科学家正在使用氨苄青霉素敏感型菌株进行研究，该菌株不能利用乳糖，这是因为它的乳糖操纵基因异常。该科学家有两种质粒，一种含有正常的乳糖操纵基因，另一种含有氨苄青霉素抗性基因。她运用限制酶和DNA连接酶，获得了一些含有这两个基因的重组质粒。然后在一个仅以葡萄糖为唯一能源的培养基中培养该细菌，并向其中加入高浓度的重组质粒，使细菌增殖。再将实验组细菌(含重组质粒)和对照组细菌(不含重组质粒)放入表1所示环境中让其生长。请回答下列问题：
(1)在基因工程的基本操作程序中，___________是基因工程的核心。限制酶是基因工程中常用的工具，若要提取限制酶，可选择的生物是__________(举出一例)。本实验中使用限制酶的作用是：__________。
(2)在以葡萄糖为唯一能源的培养基中加入高浓度的质粒，为了促进细菌更好的吸收重组质粒，还应用______处理细菌，使细菌处于_______。该培养基以葡萄糖为能源是因为_________。
(3)若没有新的突变发生，细菌最有可能在哪些培养基上生长出菌落____________。
A．只有1，2和4号 B．只有3，5和6号 C．只有1，2，3和4号 D．只有4，5和6号
(4)如果在准备制作重组质粒时未使用DNA连接酶，则细菌最可能在________号和_______号平板上长出菌落。
(5)若该科学家用该培养基进行另一项实验如表2，在该培养基中用乳糖为唯一能源，则细菌能在哪一培养基中长出菌落_____________。
A．只有10号 B．只有8号 C．7和8号 D．8利10号
正确答案
(1)基因表达载体的构建 大肠杆菌 在质粒DNA上进行切割(合理即可)
(2)Ca2+ 感受态 葡萄糖是单糖，可被细菌吸收，确保细菌均能在此培养基中正常生长 (合理即可) (3)C
(4)1 4
(5)C
一直以来荧光素酶的惟一来源是从荧火虫腹部提取的。但加利福利亚大学的一组科学家成功地通过转基因工程实现了将荧光素酶基因导入到大肠杆菌体内，并在大肠杆菌体内生产荧光素酶。请你根据已有的知识回答下列有关问题：
(1)在此转基因工程中，目的基因是______________。
(2)在该过程中需要多种酶的参与，其中包括__________________________________。
(3)将此目的基因导入到大肠杆菌体内需要运载体的帮助。下列所列各项是选取运载体的时候必须考虑的是___________________。
A．能够在宿主细胞内复制并稳定保存
B．具有特定的限制酶切点
C．具有与目的基因相同的碱基片断
(4)在转基因工程中，一般是由_________承担运载体的。
(5)大肠杆菌在此处是作为______。
A．供体细胞 B．受体细胞 C．运载体
正确答案
(1)荧光素酶基因
(2)限制性内切酶、DNA连接酶
(3)AB
(4)质粒
(5)B
降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低，半衰期较短。某科研机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条72个核苷酸的DNA 单链，两条链通过18 个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶补平，获得双链DNA，过程如图。
在此过程中发现，合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象。分析回答下列问题：
(1)Klenow酶是一种________ 酶，合成的双链DNA 有________ 个碱基对。
(2) 获得的双链DNA 经EcoR Ⅰ(识别序列和切割位点-G↓AATTC-)和HⅠ(识别序列和切割位点-G↓GATCC-)双酶切后插入到大肠杆菌质粒中，筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。
①．大肠杆菌是理想的受体细胞，这是因为它______________________。
②．将该目的基因导入大肠杆菌常用的方法是______________________。
③．设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切的目的是_________________________。
④．要进行重组质粒的鉴定和选择，需要大肠杆菌质粒中含有______________。
⑤．在进行DNA测序时采用的方法是______________。经DNA测序表明，最初获得的多个重组质粒，均未发现完全正确的基因序列，最可能的原因是__________________。
(3)上述制备该新型降钙素，运用的现代生物工程技术是_______________。
正确答案
(1)DNA聚合 126
(2)①．繁殖快、单细胞、遗传物质相对较少 ②．Ca+ ③．保证目的基因和载体的定向连接(或防止目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接) ④．标记基因 ⑤．DNA分子杂交技术 合成的核苷酸单链仍较长，产生缺失碱基的现象
(3)蛋白质工程
下图表示利用基因工程培育抗虫棉过程的示意图。请据图回答下列有关问题：
(1)科学家在进行图中[①]操作时，一般要用__________分别切割载体和目的基因，载体的黏性末端与目的基因的黏性末端就可通过_________而结合。
(2)基因工程的理论基础是____________法则。
(3)将上述抗虫棉植株的后代种子种植下去后，后代往往有很多植株不再具有抗虫特性，原因是_____________。要想获得纯合子，常采用的方法是_____________。
(4)下列是几种搭配的密码子，据此推断图中合成的多肽，其前三个搭配的种类（按前后顺序排列）____________。[甲硫氨酸(AUG)、精氨酸(GGA)、丝氨酸(UCU)、酪氨酸(UAC)、精氨酸(AGA)、丙氨酸(GCU)]
正确答案
(1)同种限制酶 碱基互补配对原则
(2)中心
(3)发生性状分离 连续自交及选择
(4)甲硫氨酸、丙氨酸、丝氨酸
人体细胞内含有抑制癌症发生的P53基因，生物技术可对此类基因的变化进行检测。
(1)目的基因的获取方法通常包括_______和________。
(2)上图表示从正常人和患者体内获取的p53基因的部分区域。与正常人相比，患者在该区域的碱基会发生改变，在图中用方框圈出发生改变的碱基对，这种变异被称为_______。
(3)已知限制酶E识别序列为CCGG，若用限制酶E分别完全切割正常人和患者的p53基因部分区域(见上图)，那么正常人的会被切成_______个片段，而患者的则被切割成长度为________对碱基和_______对碱基的两种片段。
(4)如果某人的p53基因部分区域经限制酶E完全切割后，共出现170、220、290和460碱基对的四种片段，那么该人的基因型是_________(以P+表示正常基因，p-表示异常基因)。
正确答案
(1)从细胞中分离 通过化学方法人工合成
(2)基因碱基对的替换(基因突变)
(3)3 460 220
(4)P+P-
(附加题)下图为利用生物技术获得抗虫棉的过程示意图。据图回答：
(1)在培育转基因植物的过程中，卡那霉素抗性基因(kanr)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。A过程需要的酶有________、_______。C过程的培养基除含有必要的营养物质、琼脂和激素外，还必须加入_________。
(2)离体棉花叶片组织经C、D过程成功地培育出了转基因抗虫植株，此过程涉及的细胞工程技术是_____________，该技术的原理是_____________。
(3)科学家将植物细胞培养到____________，包上人工种皮，制成了神奇的人工种子，以便更好地大面积推广培养。
(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。
正确答案
(1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 卡那霉素
(2)植物组织培养 植物细胞的全能性
(3)胚状体
(4)放射性同位素(或荧光分子)标记的抗虫基因
下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点。下图是转基因抗病香蕉的培育过程，含目的基因的DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：
(1)用图中的质粒和目的基因构建重组质粒，不能使用SmaⅠ酶切割，原因是__________。
(2)构建含目的基因的重组质粒A时，选用_________限制酶对_________进行切割，可以防止_________和____________的外源DNA片段自身环化。
(3)①~⑤中存在碱基互补配对的是_________。
(4)香蕉组织细胞具有___________，因此，可以利用组织培养技术将导入目的(抗病)基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中④、⑤依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的____________、___________。
(5)培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加___________、____________等植物激素，其目的是诱导外植体完成④、⑤生理过程，培养成完整的植物体。
(6)如何检测图示过程最终是否取得成功？____________。
正确答案
(1)SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因
(2) BamHI和HindⅢ 外源DNA 目的基因 质粒
(3)①④⑤
(4)全能性 脱分化 再分化
(5)生长素 细胞分裂素
(6)用虫子感染转基因香蕉，观察其是否抗虫
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