- 基因工程及其应用
- 共2527题
继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后,膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近,科学家培育出一种转基因小鼠,其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答:
(1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞,常用方法是___________。
(2)在基因工程中,将目的基因与运载体结合时必须用___________酶。进行基因转移时,通常要将外源基因转入____________中,原因是____________。
(3)通常采用_______________技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。
(4)在研制膀胱生物反应器时,应使外源基因在小鼠的细胞_____________中特异表达。
(5)为使外源基因在后代长期保持,可将转基因小鼠体细胞的_______________细胞中构成重组细胞,使其发育成与供体具有相同性状的个体。该技术称为________________。
正确答案
(1)显微注射
(2)同种限制酶和DNA连接酶 受精卵(或早期胚胎) 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表达
(3)DNA分子杂交(核酸探针)
(4)膀胱上皮
(5)细胞核转入去核的卵 核移植(或克隆)
(附加题)土壤农杆菌是一种细菌,在转基因植物研究上有很重要的应用。下图是某植物转基因技术流程示意图:
(1)形成重组DNA的过程需要的酶有______和_____。
(2)所谓农杆菌转化是指让其侵染植物组织细胞从而把目的基因导入植物细胞,在这个过程中_________(是/不是)所有细胞都导入了目的基因。
(3)图中的植株再生利用的是_____技术,其理论基础(原理)是___________。
(4)培养基中除含有必要的营养物质、琼脂和激素(如:_________和_________)外,还必须加入_________。
正确答案
(1)限制酶 DNA连接酶
(2)不是
(3)植物组织培养 植物细胞全能性
(4)生长素 细胞分裂素 卡那霉素
(选做题)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人酿酒酵母菌,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人酿酒酵母菌,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 抗原抗体杂交
(3)测定相同培养条件下不同工程菌菌株的淀粉酶活性或酒精产量
(4)①.工具酶主要来自微生物;②.最重要的目的基因供体库之一;③.目的基因的载体之一;④.作为受体细胞;⑤.提供用于发酵的工程菌(任选3条)。
番茄的抗病(R)对感病(r)为显性,高秆(D)对矮秆(d)为显性,控制上述两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合高秆抗病番茄植株,研究人员采用了如图所示的方法。
(1)若过程①的F1自交3代,产生的后代中纯合抗病植株占___________。
(2)过程②,若只考虑F1中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因,则利用其花药离体培育成的单倍体幼苗的基因型,在理论上应有________种;若单倍体幼苗通过加倍后获得M株番茄,通过筛选得到的高秆抗病植株的基因型为______________,约有____________株。
(3)过程③由导入抗病基因的叶肉细胞培养成转基因植株需要利用__________技术。
(4)过程④“航天育种”方法中主要的变异类型是__________。卫星搭载的种子应当选用刚萌发的而非休眠的种子,原因是____________。
正确答案
(1)7/16
(2)2n DDRR M/4
(3)植物组织培养
(4)基因突变 种子萌发时进行细胞分裂,DNA在复制过程中容易受到外界因素的影响发生基因突变
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(amp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
苏云金杆菌是一种对昆虫有毒害作用的细菌,其杀虫活性物质主要是一类伴孢晶体蛋白。伴孢晶体蛋白经昆虫肠液消化成毒性肽,并因此导致昆虫死亡。自1993年培育转基因植物抗虫棉成功后,研究者又将抗虫基因成功地导入水稻细胞中。在培育转基因植物的研究中,抗除草剂基因(bar)常作为标记基因。这样培育出来的转基因水稻既能抗虫又能抗除草剂,便于田间管理。图为获得转基因水稻的技术流程,请据图回答:
(1)水稻细胞的基因结构与苏云金杆菌有所不同,其主要特点是____________。
(2)要获得该抗虫基因,可采用_________、_________等方法。
(3)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虫基因分子末端序列是_______。
(4)C过程的水稻细胞经过__________形成愈伤组织。培养基中除了含有必要营养物质、琼脂和激素外,还必须加入________。该培养基从用途上看属于_________。
(5)如果抗虫基因在水稻细胞中成功表达,请用中心法则形成表示该基因的表达过程。______________。
(6)种植上述转基因植物,它所携带的目的基因可能通过花粉传递给近缘物种,造成“基因污染”。如果把目的基因导入叶绿体DNA中,就可以避免“基因污染”,原因是____________________。
正确答案
(1)基因编码区是间隔、不连续的
(2)直接分离基因(鸟枪法) 人工合成基因
(3)
(4)脱分化 除草剂 选择培养基
(5)
(6)叶绿体遗传表现为母系遗系,目的基因不会通过叶绿体传递给近缘物种
在培育转基因植物的研究中,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。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做离体培养,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
农业科技工作者在烟草中找到了一种抗病基因,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则能与该载体连接的抗病基因分子末端是______。
(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。
(7)被誉为第二代基因工程的_________工程,已经向人们展示诱人的前景。它的基本途径是:从预期的蛋白质功能出发→___________→推测应有的氨基酸序列→___________。
正确答案
(1)从细胞中分离 化学方法人工合成 质粒
(2)限制性内切酶(限制酶) A
(3)DNA连接 重组质粒
(4)感染 全能 筛选(选择)
(5)C
(6)抗病性状
(7)蛋白质 设计预期的蛋白质结构 找到相对应的脱氧核苷酸序列
高胆固醇血症是一种遗传病。正常人基因型为HH,基因型为Hh的人血液中的胆固醇为正常人的2倍,30岁左右易患心脏病;而在自然人群中,每100万人中有一个患者(hh),血液胆固醇为正常人的5倍,2岁时就患上心脏病。
(1)从人类遗传病的类型看,高胆固醇血症是一种______病。该病是由于基因发生了_______,导致基因由显性基因H变成隐性基因h。其实在日常饮食中,人体需要摄人适量的胆固醇,因为胆固醇不仅在人体内参与血液中脂质的运输,还是构成_________的重要成分。
(2)如果我们要进行人类的高胆固醇血症的发病率调查,应选择以下哪种人群进行调查?________。
A.有高胆固醇血症的家族进行调查
B.一定范围的人群,随机调查其发病率
C.选择有高胆固醇血症的学生的学校进行调查,以增加我们调查的成功率
(3)为了治疗高胆固醇血症,科学家找到了基因M,该基因的表达产物能治疗高胆固醇血症,并且科学家已经获得了含该基因的水稻,但该水稻产量较低,而在野生水稻中发现一种高产基因n,以上两对基因独立遗传。现有两个水稻纯系品种(治病低产和不治病高产),欲获得既能治病又高产的水稻品种,请写出最快的育种方案(用遗传图解表示,重要步骤必须加以文字说明):
正确答案
(1)单基因遗传 基因突变 细胞膜
(2)B
(3)遗传图解
胰岛素是治疗糖尿病的重要药物。如图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图,请据图作答。
(1)判断某人患糖尿病的主要方法有______________________。
(2)能否利用人的皮肤细胞来完成①过程?为什么?____________________。
(3)为使过程⑧更易进行,可用________________处理D的细胞壁。D细胞一般选用大肠杆菌或枯草杆菌的原因是________________。
(4)下图A~D段表示质粒的某片段,若B表示启动子,为使目的基因直接表达,目的基因C插入的最佳位点是图中的__________处(填数字序号)。
(5)根治糖尿病的最佳方法是____________。
(6)基因工程其他方面的应用,如被用于培育转胰蛋白酶抑制剂基因的蔬菜,但若对该蔬菜处理不当,可能给人体带来的负面影响是_________________。
正确答案
(1)空腹时的血糖浓度持续高于160~180mg/dL,或尿液中含有糖
(2)不能 皮肤细胞中的胰岛素基因不表达,不能形成胰岛素mRNA
(3)CaCl2(或Ca2+) 繁殖速度快,目的基因表达迅速
(4)③
(5)基因治疗
(6)胰蛋白酶抑制剂会抑制人的胰蛋白酶的活性,影响食物蛋白的消化
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